如今市场上先进功率元件的种类数不胜数，工程人员要为一项应

用选择到合适的功率元件，的确是一项艰巨的工作。就以太阳能逆变

器应用来说，绝缘栅双极晶体管能比其他功率元件提供更多的效益，

其中包括高载流能力、以电压而非电流进行控制，并能使逆并联二极

管与

IGBT

配合。本文将介绍如果利用全桥逆变器拓扑及选用合适的

IGBT

，使太阳能应用的功耗降至最低。

太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电

压转换为交流电压来驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载。如

图

1

所示，太阳能逆变器的典型架构一般采用四个开关的全桥拓扑。

图

1 

太阳能光伏逆变器构架图

在图

1

中，

Q1

和

Q3

被指定为高压侧

IGBT

，

Q2

和

Q4

则是低压

侧

IGBT

。该逆变器用于在其目标市场的频率和电压条件下，产生单相

位正弦电压波形。有些逆变器用于连接净计量效益电网的住

宅安装，

这就是其中一个目标应用市场，此项应用要求逆变器提供低谐波交流

正弦电压，让电力可注入电网中。

为满足这个要求，

IGBT

可在

20kHz

或以上频率的情况下，对

50Hz

或

60Hz

的频率进行脉宽调制，因此输出电感器

L1

和

L2

便可以

保持合理的小巧体积，并能有效抑制谐波。此外，由于其转换频率高

出人类的正常听觉频谱，因此该设计也可尽量减少逆变器产生的可听

噪声。

脉宽调制这些

IGBT

的最佳方法是什么？怎样才能把功耗降到最低

呢？方法之一是仅对高压侧

IGBT

进行脉宽调制，对应的低压侧

IGBT

以

50Hz

或

60Hz

换相。图

2

所示为一个典型的栅压信号。当

Q1

正进

行脉宽调制时，

Q4

维持正半周期操作。

Q2

和

Q3

在正半周期保持关

断。到了负半周期，当

Q3

进行脉宽调制时，

Q2

保持开启状态。

Q1

和

Q4

会在负半周期关断。图

2

也显示了通过输出滤波电容器

C1

的

AC

正弦电压波形。